线程池在Java开发中是经常使用的技术，如果对原理不了解，在高并发场景下，使用很容易出问题，因此也是面试过程中经常问到的知识点。
什么是线程池
线程的使用在java中占有极其重要的地位，在jdk1.4极其之前的jdk版本中，关于线程池的使用是极其简陋的。在jdk1.5之后这一情况有了很大的改观。Jdk1.5之后加入了java.util.concurrent包，这个包中主要介绍java中线程以及线程池的使用。为我们在开发中处理线程的问题提供了非常大的帮助。
为了避免重复的创建线程，线程池的出现可以让线程进行复用。通俗点讲，当有工作来，就会向线程池拿一个线程，当工作完成后，并不是直接关闭线程，而是将这个线程归还给线程池供其他任务使用。
如何使用线程池
java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor类是线程池中最核心的一个类，因此如果要透彻地了解Java中的线程池，必须先了解这个类。这个类也是面试官最主要会问到的知识点。
看一下ThreadPoolExecutor的构造方法
public ThreadPoolExecutor(int paramInt1, int paramInt2, long paramLong, TimeUnit paramTimeUnit,
BlockingQueue paramBlockingQueue, ThreadFactory paramThreadFactory,
RejectedExecutionHandler paramRejectedExecutionHandler) {
this.ctl = new AtomicInteger(ctlOf(-536870912, 0));
this.mainLock = new ReentrantLock();
this.workers = new HashSet();
this.termination = this.mainLock.newCondition();
if ((paramInt1 < 0) || (paramInt2 <= 0) || (paramInt2 < paramInt1) || (paramLong < 0L))
throw new IllegalArgumentException();
if ((paramBlockingQueue == null) || (paramThreadFactory == null) || (paramRejectedExecutionHandler == null))
throw new NullPointerException();
this.corePoolSize = paramInt1;
this.maximumPoolSize = paramInt2;
this.workQueue = paramBlockingQueue;
this.keepAliveTime = paramTimeUnit.toNanos(paramLong);
this.threadFactory = paramThreadFactory;
this.handler = paramRejectedExecutionHandler;
}
核心参数使用：
1.corePoolSize：核心线程数
线程池创建之后，线程池中的线程数为0，当任务过来就会创建一个线程去执行，直到线程数达到corePoolSize 之后，就会被到达的任务放在队列中。
核心线程会一直存活，即使没有任务需要执行。
当线程数小于核心线程数时，即使有线程空闲，线程池也会优先创建新线程处理。
设置allowCoreThreadTimeout=true（默认false）时，核心线程会超时关闭。
2.maxPoolSize：最大线程数
当线程数>=corePoolSize，且任务队列已满时。线程池会创建新线程来处理任务。
当线程数=maxPoolSize，且任务队列已满时，线程池会拒绝处理任务而抛出异常。
3.keepAliveTime：线程空闲时间
当线程空闲时间达到keepAliveTime时，线程会退出，直到线程数量=corePoolSize。
如果allowCoreThreadTimeout=true，则会直到线程数量=0。
4.allowCoreThreadTimeout：允许核心线程超时
5.rejectedExecutionHandler：任务拒绝处理器
两种情况会拒绝处理任务：
- 当线程数已经达到maxPoolSize，切队列已满，会拒绝新任务。
- 当线程池被调用shutdown()后，会等待线程池里的任务执行完毕，再shutdown。如果在调用shutdown()和线程池真正shutdown之间提交任务，会拒绝新任务。
线程池会调用rejectedExecutionHandler来处理这个任务。如果没有设置默认是AbortPolicy，会抛出异常。
ThreadPoolExecutor类有几个内部实现类来处理这类情况：
- AbortPolicy：丢弃任务并抛出RejectedExecutionException
- CallerRunsPolicy：只要线程池未关闭，该策略直接在调用者线程中，运行当前被丢弃的任务。显然这样做不会真的丢弃任务，但是，任务提交线程的性能极有可能会急剧下降。
- DiscardPolicy：丢弃任务，不做任何处理。
- DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最老的一个请求，也就是即将被执行的一个任务，并尝试再次提交当前任务。
- 实现RejectedExecutionHandler接口，可自定义处理器。
常见的四种线程池
1.newFixedThreadPool
固定大小的线程池，可以指定线程池的大小，该线程池corePoolSize和maximumPoolSize相等，阻塞队列使用的是LinkedBlockingQueue，大小为整数最大值。
该线程池中的线程数量始终不变，当有新任务提交时，线程池中有空闲线程则会立即执行，如果没有，则会暂存到阻塞队列。对于固定大小的线程池，不存在线程数量的变化。同时使用无界的LinkedBlockingQueue来存放执行的任务。当任务提交十分频繁的时候，LinkedBlockingQueue
迅速增大，存在着耗尽系统资源的问题。而且在线程池空闲时，即线程池中没有可运行任务时，它也不会释放工作线程，还会占用一定的系统资源，需要shutdown。
2.newSingleThreadExecutor
单个线程线程池，只有一个线程的线程池，阻塞队列使用的是LinkedBlockingQueue,若有多余的任务提交到线程池中，则会被暂存到阻塞队列，待空闲时再去执行。按照先入先出的顺序执行任务。
3.newCachedThreadPool
缓存线程池，缓存的线程默认存活60秒。线程的核心池corePoolSize大小为0，核心池最大为Integer.MAX_VALUE,阻塞队列使用的是SynchronousQueue。是一个直接提交的阻塞队列， 他总会迫使线程池增加新的线程去执行新的任务。在没有任务执行时，当线程的空闲时间超过keepAliveTime（60秒），则工作线程将会终止被回收，当提交新任务时，如果没有空闲线程，则创建新线程执行任务，会导致一定的系统开销。如果同时又大量任务被提交，而且任务执行的时间不是特别快，那么线程池便会新增出等量的线程池处理任务，这很可能会很快耗尽系统的资源。
4.newScheduledThreadPool
定时线程池，该线程池可用于周期性地去执行任务，通常用于周期性的同步数据。
scheduleAtFixedRate:是以固定的频率去执行任务，周期是指每次执行任务成功执行之间的间隔。
schedultWithFixedDelay:是以固定的延时去执行任务，延时是指上一次执行成功之后和下一次开始执行的之前的时间。
如何选择线程池数量
线程池的大小决定着系统的性能，过大或者过小的线程池数量都无法发挥最优的系统性能。
当然线程池的大小也不需要做的太过于精确，只需要避免过大和过小的情况。一般来说，确定线程池的大小需要考虑CPU的数量，内存大小，任务是计算密集型还是IO密集型等因素
NCPU = CPU的数量
UCPU = 期望对CPU的使用率 0 ≤ UCPU ≤ 1
W/C = 等待时间与计算时间的比率
如果希望处理器达到理想的使用率，那么线程池的最优大小为：
线程池大小=NCPU *UCPU(1+W/C)
线程池的正确使用
以下阿里编码规范里面说的一段话：
线程池不允许使用Executors去创建，而是通过ThreadPoolExecutor的方式，这样的处理方式让写的同学更加明，线程池的运行规则，规避资源耗尽的风险。 说明：Executors各个方法的弊端：
1.newFixedThreadPool和newSingleThreadExecutor:
主要问题是堆积的请求处理队列可能会耗费非常大的内存，甚至OOM。
2.newCachedThreadPool和newScheduledThreadPool:
主要问题是线程数最大数是Integer.MAX_VALUE，可能会创建数量非常多的线程，甚至OOM。
手动创建线程池有几个注意点
1.任务独立。如果任务依赖于其他任务，那么可能产生死锁。例如某个任务等待另一个任务的返回值或执行结果，那么除非线程池足够大，否则将发生线程饥饿死锁。
2.合理配置阻塞时间过长的任务。如果任务阻塞时间过长，那么即使不出现死锁，线程池的性能也会变得很糟糕。在Java并发包里可阻塞方法都同时定义了限时方式和不限时方式。例如
Thread.join,BlockingQueue.put,CountDownLatch.await等，如果任务超时，则标识任务失败，然后中止任务或者将任务放回队列以便随后执行，这样，无论任务的最终结果是否成功，这种办法都能够保证任务总能继续执行下去。
3.设置合理的线程池大小。只需要避免过大或者过小的情况即可，上文的公式线程池大小=NCPU *UCPU(1+W/C)。
4.选择合适的阻塞队列。newFixedThreadPool和newSingleThreadExecutor都使用了无界的阻塞队列，无界阻塞队列会有消耗很大的内存，如果使用了有界阻塞队列，它会规避内存占用过大的问题，但是当任务填满有界阻塞队列，新的任务该怎么办？在使用有界队列是，需要选择合适的拒绝策略，队列的大小和线程池的大小必须一起调节。对于非常大的或者无界的线程池，可以使用SynchronousQueue来避免任务排队，以直接将任务从生产者提交到工作者线程。